[发明专利]一种基于状态通道的链上-链下协同的资源交易方法

权利要求书

1.一种基于状态通道的链上-链下协同的资源交易方法，基于由资源需求设备、资源提供设备、数据传输通道、以及区块链节点构成的系统模型，其中，资源需求设备为当前时刻需要进行资源的请求的设备，资源提供设备为当前时刻存在空闲资源的设备，数据传输通道为设备之间进行数据传输的通道，区块链节点负责处理并记录终端设备的请求，通过部署的智能合约为设备层设备提供包括注册、认证、资源发布与查询和状态通道的分布式服务；区块链节点记录设备信息和状态通道信息，设备信息用于标识设备、描述设备资源，状态通道信息是交易双方进行资源交易时通过智能合约开启、关闭通道或处理争议事件时的数据，状态通道保证资源交易双方进行资源共享时以协同的方式发生在链下，同时又有与上链交易相同的安全属性；资源交易参与方将锁定部分资金开启状态通道，交易状态在链下交互的过程中会不断发生更新，等到将来的某个时间点，就最终状态达成共识之后，该最终状态会被提交到链上，将链上的资金释放回交易双方；若在资源交易过程中出现争议行为，资源交易双方也可以将数据发送到区块链节点，通过状态通道解决争议事件；

其特征在于资源交易具体包括以下步骤：

设备注册与初始化：在这个阶段所有设备在本地执行系列操作初始化系统参数并发送数据到区块链节点来完成设备注册；

设备信息查询与更新：资源需求设备向区块链节点查询所需的设备信息，资源提供设备根据现实情况更新设备信息；

开启状态通道：资源需求设备根据实际条件选择合适的资源提供设备，资源交易双方通过数据通道交换信息，并调用相应的智能合约开启状态通道；开启状态通道基于ChannelData数据结构，具体包括ChannelId表示状态通道的唯一标识、timestamp表示时间戳、challengeDuration表示争议事件挑战期，或者扣款挑战期、penalty表示超时惩罚金额、channelNonce表示资源交易编号、serviceType表示资源服务类型、transactionStatue表示资源交易状态、actionData 表示Action数据、capitalExport表示当前通道资金的剩余情况、particiants表示参与者信息， particiants包括walletAddress表示钱包地址、identification表示钱包地址身份证明、publicKey表示临时公钥地址、outAddress表示通道关闭时接收资金的地址、amount表示锁定资金数量；

资源交易双方开启状态通道的流程具体如下：

（1）资源需求设备首先构造资源交易请求数据，数据中包含ChannelData中除ChannelId和对方particiantslData外的信息初始值，之后将数据以约定的通信方式发送到资源提供设备；

（2）资源提供设备一直处于接收资源请求状态，当资源需求设备发送请求数据时，资源提供设备判断当前时刻是否有足够的资金和资源，若满足条件则将资源提供设备的身份信息particiantslDataB和对全部消息的签名signaturesB发送到资源需求设备，若不满足条件则返回拒绝信息；

（3）资源需求设备收到信息后判断消息类型，如果资源提供设备返回信息为拒绝类型则请求其它设备，如果为同意类型则签署资源需求设备的签名signaturesA，然后将数据和双方签名发送到openChannel()函数；

openChannel()函数收到数据之后需要对数据进行验证，需要验证的数据有：（1）钱包地址身份证明是否正确；（2）钱包地址中的资金是否大于amount；（3）消息是否经有双方的正确签名；上述数据验证通过后，智能合约会暂时锁定双方地址中的资金，然后生成ChannelId与timeStamp并将数据写入区块链中；数据写入后双方就成功开通状态通道，可以查看相应的通道状态并在链下进行资源交易；

链下资源交易：资源交易双方在链下进行资源交易，资源需求设备将计算任务卸载到资源提供设备，双方可以进行多次资源交易；一次资源交易包括6种资源交易状态，各个状态的具体意义如下：（1）资源请求：资源请求状态为设备产生计算任务时向已经创建支付通道的设备发送资源请求，每次资源交易前必须先进行资源请求；（2）判断：资源提供设备判断当前设备资源状态是否满足资源请求设备的资源需求，如果满足则进入任务发送，否则等待下一次资源请求；（3）任务发送：任务发送为资源需求设备将任务数据发送到资源提供设备；（4）任务接收：资源提供设备接收任务数据；（5）结果发送：资源提供设备发送计算结果；（6）结果接收：资源需求设备接收计算结果；

资源交易双方在链下点对点的通信完成资源交易，资源交易过程中的数据称为设备的动作action，action包括channelID用于标识不同的通道，participantAddress表示交易双方账户地址，cost表示此次交易费用，actionNonce表示动作编号，按照第几轮交易的第几次交易标识，actiontimeStamp表示时间戳，capitalExport表示当前通道资金的剩余情况，actionData表示其它交易数据，lastSignature表示对于上一个收到的数据签名，signature表示用临时publicKey对除了lastSignature外的数据的签名；

关闭状态通道：资源交易双方进行合作正常地关闭通道，但当发生异常时，在争议事件解决过程中关闭通道。